(57)【要約】【課題】  検出手段であるフォトインタラプタのオンタイミングを含めた設計上の自由度を高めることができる多方向入力装置を提供すること。【解決手段】  互いに直交する第１の方向および第２の方向へ操作可能な操作体２と、第２の方向へ延びる長孔１９ｄを有して第１の方向へ移動可能にガイドされた第１スライダ１９と、第１の方向へ延びる長孔２０ｄを有して第２の方向へ移動可能にガイドされた第２スライダ２０と、第１および第２スライダ１９，２０の端部に形成された遮光部１９ｃ，２０ｃが移動する凹部２２ａを有し、この凹部２２ａを介して発光素子２２ｂと受光素子２２ｃを対向配置した４個のフォトインタラプタ２２とを備え、第１スライダ１９と第２スライダ２０とをそれぞれの長孔１９ｄ，２０ｄが平面的にオーバーラップするように積層配置すると共に、これら両長孔１９ｄ，２０ｄに操作体２の下部から突出する係合突部１１を挿通させた。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに略直交する第１の方向および第２の方向へ移動可能な操作体と、前記第２の方向へ延びる長孔を有して前記第１の方向へ移動可能にガイドされた第１スライダと、前記第１の方向へ延びる長孔を有して前記第２の方向へ移動可能にガイドされた第２スライダと、これら第１および第２スライダの端部が移動する凹部を有し、この凹部を介して発光素子と受光素子を対向配置した複数のフォトインタラプタとを備え、
前記第１スライダと第２スライダとをそれぞれの前記長孔が平面的にオーバーラップするように積層配置すると共に、これら両長孔に前記操作体に設けた係合突部を挿通したことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記操作体が前記第１および第２の方向の中立位置にあるとき、前記第１および第２スライダの端部が前記凹部の入口内に侵入するように前記各フォトインタラプタを配置したことを特徴とする多方向入力装置。
【請求項３】
請求項１の記載において、前記第１スライダおよび前記第２スライダは前記フォトインタラプタに検出される遮光部を有し、前記遮光部は互いに他方のスライダに向かうように偏出形成されていることを特徴とする多方向入力装置。
【請求項４】
請求項１または２の記載において、前記第１スライダと第２スライダとが互いに天地を逆にした同一形状の樹脂成形品からなり、これら樹脂成形品がそれぞれ、前記長孔を包囲するように連続する長方形の枠体部と、この枠体部の相対向する長辺の中央から外側へ延びる腕部と、これら両腕部の先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部とを有することを特徴とする多方向入力装置。
【請求項５】
請求項４の記載において、前記各フォトインタラプタをプリント基板の同一平面上に同一高さで配置すると共に、これら各フォトインタラプタの内側にガイド部材を配置し、このガイド部材に前記第１スライダの前記腕部をガイドする第１ガイド部と第２スライダの前記腕部をガイドする第２ガイド部とを異なる高さ位置に設けたことを特徴とする多方向入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作体を互いに略直交する２方向へ選択的に移動することによって所定の入力が可能な多方向入力装置に係り、特に、複数のフォトインタラプタを検出手段として用いた多方向入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、操作体を中立位置を基準として異なる複数方向へ移動可能に支持し、この操作体の移動を受光素子と発光素子を用いて光学的に検出することにより、無接点で半永久的な寿命を有する多方向入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１３はかかる多方向入力装置の従来例を模式的に示す平面図であり、この多方向入力装置は、十字形状のスライダ１００と、スライダ１００を操作する操作体１０１と、スライダ１００の周囲に配置された４個のフォトインタラプタ１０２とを備えている。
【０００４】
スライダ１００の中央には矩形状の挿通孔１００ａが形成されており、スライダ１００は挿通孔１００ａから外側に向かって突出する４本の腕部１００ｂ〜１００ｅを有している。スライダ１００の周囲にＸ−Ｙ直交座標を設定したとき、２本の腕部１００ｂ，１００ｃはＸ１−Ｘ２方向（第１の方向）へ延び、残り２本の腕部１００ｄ，１００ｅはＹ１−Ｙ２方向（第２の方向）へ延びており、スライダ１００は図示せぬガイド手段によって第１の方向と第２の方向へ移動可能に案内されている。操作体１０１はスライダ１００の上方に配置されており、操作体１０１の下面中央には軸部１０１ａが垂設されている。この軸部１０１ａはスライダ１００の挿通孔１００ａに挿入されており、これによりスライダ１００は操作体１０１からの外力を受けて第１および第２の方向へ移動可能となっている。フォトインタラプタ１０２は凹部１０２ａを介して発光素子１０２ｂと受光素子１０２ｃとを一体的に対向配置した光検出素子であり、このフォトインタラプタ１０２はスライダ１００の各腕部１００ｂ〜１００ｅの延長線上にそれぞれ配置されている。図１３は操作体１０１に外力が作用しない非操作状態を示しており、この非操作状態において軸部１０１ａはＸ−Ｙ直交座標の原点位置（中立位置）にあり、スライダ１００の各腕部１００ｂ〜１００ｅと対応する各フォトインタラプタ１０２との間には所定の間隔Ｄが確保されている。
【０００５】
このように概略構成された多方向入力装置において、図１３に示すように操作体１０１が操作されずに中立位置にあるとき、スライダ１００の各腕部１００ｂ〜１００ｅは対応するフォトインタラプタ１０２と間隔Ｄを存して対向しているため、発光素子１０２ｂと受光素子１０２ｃとの間の光路は遮断されておらず、全てのフォトインタラプタ１０２からハイレベルの信号が出力される。この状態から操作体１０１を任意の方向、例えばＹ１方向へスライド操作すると、挿通孔１００ａに軸部１０１ａを介して同方向への外力が作用するため、スライダ１００が操作体１０１と共にＹ１方向へ移動を開始し、Ｙ１方向へ延びる腕部１００ｄの先端が図１３の上側に配置されたフォトインタラプタ１０２の凹部１０２ａ内に入り込む。そして、操作体１０１をＹ１方向へ所定量だけ移動した時点で、当該フォトインタラプタ１０２の発光素子１０２ｂと受光素子１０２ｃ間の光路が腕部１００ｄによって遮断されるため、このフォトインタラプタ１０２からローレベルの信号が出力される。このとき、第１の方向へ延びるスライダ１００の両腕部１００ｂ，１００ｃの先端は図１３の右左両側に配置されたフォトインタラプタ１０２に対して間隔Ｄを保ったままＹ１方向へ移動し、Ｙ２方向へ延びる腕部１００ｅの先端は図１３の下側に配置されたフォトインタラプタ１０２に対して間隔Ｄを広げるようにＹ１方向へ移動するため、これら残り３個のフォトインタラプタ１０２から出力される信号はハイレベルのままとなる。
【０００６】
このように操作体１０１をＸ１−Ｘ２とＹ１−Ｙ２のいずれか一方向へ選択的にスライド操作すると、そのスライド方向に位置するフォトインタラプタ１０２の出力信号のみがハイレベルからローレベルへと変化するため、４個のフォトインタラプタ１０２から出力される信号に基づいて操作体１０１の操作方向を認識することができる。上記の場合は、図１３の上側に配置されたフォトインタラプタ１０２の出力信号がハイレベルからローレベルへ変わることにより、操作体１０１がＹ１方向へ操作されたことを認識できる。操作体１０１を上記以外の他の方向、例えばＸ２方向へスライド操作した場合も同様であり、この場合は、図１３の左側に配置されたフォトインタラプタ１０２の凹部１０２ａ内に腕部１００ｃの先端が入り込むことにより、当該フォトインタラプタ１０２からローレベルの信号が出力される。
【特許文献１】特開２００４−１４４４８号公報（第６−７頁、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述した従来の多方向入力装置では、スライダ１００の腕部１００ｂ〜１００ｅとフォトインタラプタ１０２との間に所定寸法の間隔Ｄが確保されているため、操作体１０１を中立位置からスライド操作して任意方向のフォトインタラプタ１０２を動作させるとき、その移動方向と直交する方向に位置するフォトインタラプタ１０２とスライダ１００との干渉（衝突）を間隔Ｄによって避けることができる。この場合、上記間隔Ｄをあまりにも小さな寸法に設定してしまうと、各部材の寸法誤差や環境温度変化等に起因して干渉防止機能を果たさなくなる虞があるため、一般的には間隔Ｄの寸法を０．５ｍｍ以上に設定する必要があるが、この間隔Ｄによってフォトインタラプタ１０２を動作させるまでのオンストロークが大きく制約を受けることとなる。すなわち、フォトインタラプタ１０２の凹部１０２ａ入口からオンポイント（光路が遮断される）までの不感帯距離をＴとすると、中立位置にある操作体１０１を任意方向へスライド操作してフォトインタラプタ１０２の出力が変化するまでのオンストロークＳはＳ＝Ｄ＋Ｔとなり、オンタイミングを含めた設計上の自由度が小さいという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出手段であるフォトインタラプタのオンタイミングを含めた設計上の自由度を高めることができる多方向入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の多方向入力装置は、互いに略直交する第１の方向および第２の方向へ移動可能な操作体と、前記第２の方向へ延びる長孔を有して前記第１の方向へ移動可能にガイドされた第１スライダと、前記第１の方向へ延びる長孔を有して前記第２の方向へ移動可能にガイドされた第２スライダと、これら第１および第２スライダの端部が移動する凹部を有し、この凹部を介して発光素子と受光素子を対向配置した複数のフォトインタラプタとを備え、前記第１スライダと第２スライダとをそれぞれの前記長孔が平面的にオーバーラップするように積層配置すると共に、これら両長孔に前記操作体に設けた係合突部を挿通する構成とした。
【００１０】
このように構成された多方向入力装置では、操作体を第１の方向へ移動したとき、第１スライダはその長孔が係合突部からの外力を受けて第１の方向へ移動するが、第２スライダはその長孔内を係合突部が相対移動するだけで第１の方向へ移動しない。これとは逆に操作体を第２の方向へ移動したとき、第２スライダはその長孔が係合突部からの外力を受けて第２の方向へ移動するが、第１スライダはその長孔内を係合突部が相対移動するだけで第２の方向へ移動しない。したがって、第１および第２スライダの端部とフォトインタラプタとの間に両者の干渉を回避するための間隙を確保する必要がなくなり、フォトインタラプタのオンタイミングを含めた設計上の自由度を高めることができる。
【００１１】
上記の構成において、操作体が第１および第２の方向の中立位置にあるとき、第１および第２スライダの端部が凹部の入口内に侵入するように各フォトインタラプタを配置すると、操作体の中立位置で第１および第２スライダの端部とフォトインタラプタとが部分的にオーバーラップした配置構成となるため、フォトインタラプタが動作するまでのオンストロークを可及的に小さくすることができると共に、多方向入力装置の平面的な大きさを小型化することができる。
【００１２】
また、上記の構成において、第１スライダおよび第２スライダがフォトインタラプタに検出される遮光部を有し、これら遮光部が互いに他方のスライダに向かうように偏出形成されていると、第１スライダおよび第２スライダの各遮光部を略同一高さに設定することが可能になるため、各フォトインタラプタを同一平面上に同一高さで配置することができる。
【００１３】
また、上記の構成において、第１スライダと第２スライダとが互いに形状の異なる別部品であっても良いが、第１スライダと第２スライダとが互いに天地を逆にした同一形状の樹脂成形品からなり、これら樹脂成形品がそれぞれ、長孔を包囲するように連続する長方形の枠体部と、この枠体部の相対向する長辺の中央から外側へ延びる腕部と、これら両腕部の先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部とを有していれば、共通の樹脂成形品を第１スライダおよび第２スライダとして用いることでコストの低減化が図れる。
【００１４】
この場合において、各フォトインタラプタをプリント基板の同一平面上に同一高さで配置すると共に、これら各フォトインタラプタの内側にガイド部材を配置し、このガイド部材に第１スライダの腕部をガイドする第１ガイド部と第２スライダの腕部をガイドする第２ガイド部とを異なる高さ位置に設けることが好ましく、このような構成を採用すると、第１および第２スライダを所望方向へスムーズにガイドしてフォトインタラプタを確実に動作させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の多方向入力装置は、操作体が第１または第２の方向へ移動したとき、第１および第２スライダの一方は操作体と同方向へ移動するが、他方のスライダは移動しないため、第１および第２スライダの端部とフォトインタラプタとの間に両者の干渉を回避するための間隙を確保する必要がなくなり、フォトインタラプタのオンタイミングを含めた設計上の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係るコントロールユニットの斜視図、図２は該コントロールユニットの平面図、図３は図２のIII−III線に沿う断面図、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図、図５は該コントロールユニットに備えられる複合操作型入力装置の分解斜視図、図６は該コントロールユニットに備えられる多方向入力装置の分解斜視図、図７は該多方向入力装置の断面図、図８は該多方向入力装置の要部を示す平面図、図９は該多方向入力装置の要部を示す斜視図、図１０は該多方向入力装置の要部を示す分解斜視図、図１１は該多方向入力装置に備えられるガイド部材と係合突部の配置関係を示す平面図、図１２は該係合突部の動作説明図である。
【００１７】
本実施形態例に係るコントロールユニットは空調装置や音響装置やナビゲーションシステム等の車載用電気機器を１台で集中的に制御するものであり、このコントロールユニットは、車内のセンターコンソール等に取り付けられる筐体１と、この筐体１から突出する操作体２とを備えている。筐体１は、上下を開口した中空構造のケース３と、ケース３の上部開口端を蓋閉する上カバー４と、ケース３の下部開口端を蓋閉する下カバー５等によって構成されており、これらは全て合成樹脂で成形されている。
【００１８】
ケース３の内部に環状のリング体６が配置されており、このリング体６には一対の支軸６ａと一対の透孔６ｂが９０度毎に交互に形成されている。両支軸６ａはケース３の相対向する上部内壁に形成された軸孔３ａに挿入されており、リング体６は両軸孔３ａを結ぶ直線を中心軸としてケース３に回転可能に支持されている。リング体６には円筒状のホルダ７が挿入されており、このホルダ７の外周面には一対の段付突部７ａが形成されている。また、ホルダ７にはその中心軸と両段付突部７ａを横切るように貫通孔７ｂが形成されており、この貫通孔７ｂとリング体６の両透孔６ｂにはピン８が挿通されている。ピン８は係止リング９によってリング体６からの抜け止めがなされており、ホルダ７は両透孔６ｂを結ぶ直線を中心軸としてリング体６に回転可能に支持されている。すなわち、ホルダ７はリング体６を介してケース３に互いに直交する方向へ揺動可能に支持されており、以下の説明ではリング体６の両支軸６ａを支点とするホルダ７の揺動方向（Ｘ１−Ｘ２方向）を第１の方向と呼び、ピン８を支点とするホルダ７の揺動方向（Ｙ１−Ｙ２方向）を第２の方向と呼ぶこととする。
【００１９】
ホルダ７は操作体２の構成部品の一部をなすもので、このホルダ７の上面にはねじ孔７ｃを挟んで一対の突起７ｄが立設されており、ホルダ７の下端にはスナップ結合等の固定手段を用いて連結体１０が一体化されている。なお、本実施形態例では、ホルダ７の内部に駆動モータ等を収納可能とするために連結体１０を用いているが、このような収納空間を必要としない場合はホルダ７と連結体１０を一体成形品で構成しても良い。連結体１０の下面中央には筒状の係合突部１１が突設されており、この係合突部１１には上下方向へ延びる収納孔１１ａが形成されている（図１０参照）。係合突部１１の外壁面には被ガイド部としての４つの凸部１１ｂが突設されており、これら凸部１１ｂは四角形の各辺中央から第１および第２の方向へ延びている。図７に示すように、係合突部１１の収納孔１１ａの内部にはコイルばね１２と駆動棒１３が挿入されており、駆動棒１３の先端（下端）はコイルばね１２の弾発力を受けてカム溝１４の内底面に圧接している。このカム溝１４は合成樹脂製の支持体１５の上面に設けられたすり鉢状凹部であり、その最深部を中心とする同一円周上にクリック突起１４ａが形成されている。支持体１５は下カバー５の内底面中央に形成された凹所５ａ内に圧入・固定されており、支持体１５の上面四隅には突起１５ａとねじ孔１５ｂが形成されている。
【００２０】
支持体１５上に合成樹脂製のガイド部材１６が載置されており、このガイド部材１６の四隅に円形孔１６ａが形成されている。各円形孔１６ａのうち２つは支持体１５の突起１５ａに嵌合する位置決め孔として機能し、残り２つの円形孔１６ａにねじ１７を挿入してねじ孔１５ｂに螺入することにより、ガイド部材１６は支持体１５上に固定されている。ガイド部材１６の中央部に開口１８が穿設されており、図１１に示すように、連結体１０の下面から突出する係合突部１１がこの開口１８の内部に位置すると共に、係合突部１１に保持された駆動棒１３の先端が開口１８の中心位置に露出するカム溝１４に圧接されている。開口１８の内壁面にはガイド部としての４つの切欠き部１８ａが形成されており、これら切欠き部１８ａは四角形の各辺中央から外側へ向かって第１および第２の方向へ延びている。係合突部１１の各凸部１１ｂは各切欠き部１８ａの入口に対向しており、開口１８の相対向する内壁面の対向間距離をＬ１、相対向する両凸部１１ｂの先端間距離をＬ２とすると、Ｌ２はＬ１よりも僅かに小さな寸法に設定されている。
【００２１】
また、ガイド部材１６の外縁部には一対の第１ガイド突起１６ｂと一対の第２ガイド突起１６ｃが立設されており、各ガイド突起１６ｂ，１６ｃは切欠き部１８ａの延長線上に位置している。第１および第２ガイド突起１６ｂ，１６ｃは二股状に形成されており、第１ガイド突起１６ｂの高さ寸法は第２ガイド突起１６ｃに比べて短めに設定されている。両第１ガイド突起１６ｂには第１スライダ１９が第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へスライド可能に支持され、両第２ガイド突起１６ｃには第２スライダ２０が第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へスライド可能に支持されている。第１スライダ１９は、長方形の枠体部１９ａと、枠体部１９ａの相対向する長辺中央から外側へ延びる一対の腕部１９ｂと、両腕部１９ｂの先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部１９ｃとを有し、枠体部１９ａには第２の方向へ延びる長孔１９ｄが形成されている。第２スライダ２０は、長方形の枠体部２０ａと、枠体部２０ａの相対向する長辺中央から外側へ延びる一対の腕部２０ｂと、両腕部２０ｂの先端部にその板面と直交する方向へ突出する遮光部２０ｃとを有し、枠体部２０ａには第１の方向へ延びる長孔２０ｄが形成されている。これら第１スライダ１９と第２スライダ２０は合成樹脂を用いて成形された同一形状の共通部品であるが、使用に際しては天地を逆にした状態でガイド部材１６に組み込まれ、第１スライダ１９の枠体部１９ａに第２スライダ２０の枠体部２０ａが平面的にオーバーラップするように積層配置されている。
【００２２】
すなわち、図８と図９に示すように、第１スライダ１９は遮光部１９ｃが腕部１９ｂの板面から上方へ突出する向きに配置され、その腕部１９ｂを対応する第１ガイド突起１６ｂに挟持させることにより、第１スライダ１９はガイド部材１６の短寸側の両第１ガイド突起１６ｂにスライド可能に支持されている。一方、第２スライダ２０は遮光部２０ｃが腕部２０ｂの板面から下方へ突出する逆向きに配置され、その腕部２０ｂを対応する第２ガイド突起１６ｃに挟持させることにより、第２スライダ２０はガイド部材１６の長寸側の両第２ガイド突起１６ｃにスライド可能に支持されている。このように同一形状の第１スライダ１９と第２スライダ２０を天地逆にして積層配置することにより、第１スライダ１９の両遮光部１９ｃと第２スライダ２０の両遮光部２０ｃとが同一平面上に位置することになり、第１スライダ１９の枠体部１９ａに形成された長孔１９ｄと第２スライダ２０の枠体部２０ａに形成された長孔２０ｄとが互いに直交した状態でオーバーラップされる。前述した係合突部１１はこれら両長孔１９ｄ，２０ｄに挿通されており（図８参照）、第１スライダ１９が係合突部１１からの外力を受けて第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ移動するとき、第２スライダ２０はその長孔２０ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで移動せず、第２スライダ２０が係合突部１１からの外力を受けて第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ移動するとき、第１スライダ１９はその長孔１９ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで移動しないようになっている。
【００２３】
下カバー５上にはプリント基板２１が固定されており、ガイド部材１６はプリント基板２１の中央部に穿設された開口２１ａから露出している。プリント基板２１上には４個のフォトインタラプタ２２が実装されており、各フォトインタラプタ２２はＸ１−Ｘ２およびＹ１−Ｙ２上に配置されている。このフォトインタラプタ２２は凹部２２ａを介して発光素子２２ｂと受光素子２２ｃとを一体的に対向配置した光検出素子であり、図８に示すように、第１スライダ１９と第２スライダ２０が第１および第２の方向の中立位置にあるとき、各遮光部１９ｃ，２０ｃはそれぞれフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ入口の不感帯内に侵入している。
【００２４】
図１〜図５に示すように、上カバー４の中央には円形の開口４ａが穿設されており、この開口４ａの周囲には複数の操作キー２３が配置されている。上カバー４の内部には各操作キー２３に対応して複数のプッシュスイッチ（図示せず）が配設されており、これらプッシュスイッチは操作キー２３の押圧操作によって動作されるようになっている。また、上カバー４の開口４ａには環状の化粧リング２４がスナップ結合等の固定手段を用いて係止されており、この化粧リング２４から操作体２の構成部品である基台２５や下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８、押圧ノブ２９等が突出している。
【００２５】
基台２５は前述したホルダ７上に載置されており、この基台２５には貫通孔２５ａと一対の位置決め孔２５ｂが形成され、これら位置決め孔２５ｂはホルダ７の両突起７ｄに挿入されている。下部ノブ２６は基台２５上に載置されており、この下部ノブ２６には円筒状の支軸２６ａと一対の収納孔２６ｂが形成されている。両収納孔２６ｂにはそれぞれコイルばね３０と駆動棒３１が挿入されており、これら駆動棒３１はコイルばね３０の弾発力を受けてクリック板３２の下面に圧接されている。このクリック板３２の下面には円周方向に沿って凹凸部３２ａが形成されており、クリック板３２の外周縁には４つの係合部３２ｂが９０度の間隔を存して突出形成されている。各係合部３２ｂは回転リング２７の内周面下端に形成された切欠部２７ａに係止されており、クリック板３２上にはコード板３３がねじ３４を用いて固定されている。このコード板３３の上面には複数の遮光板３３ａと切欠部３３ｂが円周方向に沿って交互に形成されており、コード板３３の上方に回路基板３５が配置されている。
【００２６】
回路基板３５の下面にはフォトインタラプタ３６が実装されており、回路基板３５の上面には一対のプッシュスイッチ３７が実装されている。このフォトインタラプタ３６も凹部を介して発光素子と受光素子（いずれも図示省略）とを一体的に対向配置した光検出素子であり、コード板３３の遮光板３３ａと切欠部３３ｂはフォトインタラプタ３６の凹部内を移動するようになっている。また、プッシュスイッチ３７はステム３７ａを有するタクトスイッチと呼ばれるもので、このステム３７ａは内蔵されたタクトばね（図示せず）の弾発力を受けて上方へ付勢されている。回路基板３５には係合孔３５ａを挟んで一対の透孔３５ｂが穿設されており、係合孔３５ａは下部ノブ２６の支軸２６ａの上端段部に挿入されている。
【００２７】
上部ノブ２８は回路基板３５の上方に配置されており、この上部ノブ２８の上面に窪み２８ａが形成されている。窪み２８ａの内底面中央には貫通孔２８ｂが形成されており、この貫通孔２８ｂに挿入された止めねじ３８が下部ノブ２６の支軸２６ａと基台２５の貫通孔２５ａを通ってホルダ７のねじ孔７ｃに螺入されている。これにより、ホルダ７上に基台２５を介して下部ノブ２６が固定されると共に、下部ノブ２６の支軸２６ａの上端に回路基板３５と上部ノブ２８が固定され、これら下部ノブ２６と上部ノブ２８との間に回転リング２７が回転可能に保持された状態となる。また、この回転リング２７の内周面にクリック板３２とコード板３３が係止されているため、クリック板３２とコード板３３を回転リング２７の回転操作に連動して一体的に回転させることができる。上部ノブ２８の窪み２８ａの内底面には貫通孔２８ｂを挟んで一対の逃げ孔２８ｃと一対のガイド孔２８ｄが形成されており、回路基板３５の上面に実装された両プッシュスイッチ３７がこれら逃げ孔２８ｃから窪み２８ａ内に突出している。また、上部ノブ２８には両ガイド孔２８ｄの外縁部から下方へ延びるガイド片２８ｅが形成されており、これらガイド片２８ｅは回路基板３５の透孔３５ｂを挿通して下部ノブ２６に達している。
【００２８】
押圧ノブ２９は上部ノブ２８の窪み２８ａ内に昇降可能に配置されており、その下面に設けられた一対の突起２９ａがそれぞれプッシュスイッチ３７のステム３７ａに当接することにより、押圧ノブ２９は両プッシュスイッチ３７に内蔵されたタクトスイッチの弾発力を受けて上方へ付勢されている。なお、これら２つのプッシュスイッチ３７のうち接点の切換え動作に関与するのは一方だけであり、他方のプッシュスイッチ３７は押圧ノブ２９をバランス良く上方へ付勢する弾性付与手段として用いられている。押圧ノブ２９の下端周縁には複数のフック２９ａが形成されており、これらフック２９ａが窪み２８ａの外周縁に係止することにより、押圧ノブ２９は上部ノブ２８からの脱落が防止されている。また、押圧ノブ２９には一対のガイド棒２９ｂが垂設されており、これらガイド棒２９ｂは上部ノブ２８のガイド孔２８ｄを通ってガイド片２８ｅの内部に達している。
【００２９】
次に、このように構成されたコントロールユニットに備えられる多方向入力装置と複合操作型入力装置の動作について説明する。
【００３０】
まず、多方向入力装置の動作について説明すると、図１と図３および図４は操作体２に外力が作用していない非操作状態を示しており、操作体２の構成部品であるホルダ７や基台２５、下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８等は鉛直方向（図１のＺ１−Ｚ２方向）を向いている。この非操作状態において、駆動棒１３の下端はコイルばね１２の弾発力を受けてカム溝１４の内底面中央（最深部）に圧接しており、図１１に示すように、駆動棒１３を保持する係合突部１１はガイド部材１６の開口１８の中心に位置している。また、図８に示すように、係合突部１１がそれぞれ両長孔１９ｄ，２０ｄの長手方向中央に位置することにより、第１スライダ１９と第２スライダ２０は第１および第２の方向の中立位置にあり、各遮光部１９ｃ，２０ｃはそれぞれフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ入口の不感帯内に侵入している。したがって、フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路は遮断されておらず、全てのフォトインタラプタ２２からハイレベルの信号が出力される。
【００３１】
かかる非操作状態から操作者が操作体２を第１の方向または第２の方向へ揺動操作すると、ホルダ７がリング体６の両支軸６ａまたはピン８を支点として同方向へ揺動するため、係合突部１１に保持された駆動棒１３の下端がカム溝１４の内底面を中央から外側へと摺動し、該駆動棒１３がクリック突起１４ａを乗り越えるときに生起されるクリック感が操作体２を介して操作者にフィードバックされる。その際、係合突部１１は開口１８の中心から第１または第２の方向に沿って外側へ移動し、１つの凸部１１ｂが対応する切欠き部１８ａ内に侵入して凹凸係合した時点で、係合突部１１のそれ以上の移動が規制される。
【００３２】
すなわち、第１および第２の方向で対向している凸部１１ｂと切欠き部１８ａの対のうち、便宜上、Ｘ１方向の対を凸部１１ｂ−１，切欠き部１８ａ−１、Ｘ２の対を凸部１１ｂ−２，切欠き部１８ａ−２、Ｙ１方向の対を凸部１１ｂ−３，切欠き部１８ａ−３、Ｙ２方向の対を凸部１１ｂ−４，切欠き部１８ａ−４とすると、図１１に示すように、非操作状態において各凸部１１ｂ−１，２，３，４は各切欠き部１８ａ−１，２，３，４の入口に対向している。この中立位置から係合突部１１が例えばＸ１方向へ移動すると、図１２（ａ）に示すように、凸部１１ｂ−３と凸部１１ｂ−４の先端が開口１８の相対向する内壁面にガイドされながら凸部１１ｂ−１が切欠き部１８ａ−１内に侵入し、Ｘ１方向に位置する係合突部１１の外壁面が開口１８の内壁面に当接した位置で、係合突部１１のＸ１方向へのそれ以上の移動が規制される。したがって移動末端位置において係合突部１１は開口１８に対して凸部１１ｂ−１，１１ｂ−３，１１ｂ−４の３箇所で支持されることになり、Ｘ１方向に移動した操作体２がＹ１方向やＹ２方向へ誤操作されることはない。同様に、係合突部１１が上記以外の例えばＹ１方向へ移動すると、図１２（ｂ）に示すように、凸部１１ｂ−１と凸部１１ｂ−２の先端が開口１８の相対向する内壁面に摺動しながら凸部１１ｂ−３が切欠き部１８ａ−３内に侵入し、Ｙ１方向に位置する係合突部１１の外壁面が開口１８の内壁面に当接した位置で、係合突部１１のＹ１方向へのそれ以上の移動が規制される。この場合、移動末端位置において係合突部１１は開口１８に対して凸部１１ｂ−１，１１ｂ−２，１１ｂ−３の３箇所で支持されることになり、Ｙ１方向に移動した操作体２がＸ１方向やＸ２方向へ誤操作されることはない。
【００３３】
また、このように操作体２の揺動操作に連動して係合突部１１が開口１８内を第１または第２の方向へ移動すると、それに伴って第１スライダ１９または第２スライダ２０がガイド部材１６にガイドされながらスライド移動し、各フォトインタラプタ２２の１つが選択的にオン動作する。例えば図８に示す中立位置から係合突部１１がＸ１方向へ移動すると、係合突部１１は第１の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）へ延びる長孔２０ｄを相対移動するだけであるため、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力（移動方向の駆動力）を受けることなく停止したままであるが、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けてＸ１方向へ移動する。この場合、第１スライダ１９はその腕部１９ｂがガイド部材１６の第１ガイド突起１６ｂにガイドされながらＸ１方向へ移動し、それに伴って遮光部１９ｃがＸ１方向に位置するフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ内を移動する。そして、係合突部１１がＸ１方向の末端位置まで移動した時点で、該フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路が遮光部１９ｃによって遮断されるため、このフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力される。このとき、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるため、Ｙ１−Ｙ２方向とＸ２方向に位置する残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままである。係合突部１１が中立位置からＸ２方向へ移動する場合も同様であり、この場合、第１スライダ１９が係合突部１１からの外力を受けてＸ２方向へ移動することにより、Ｘ２方向に位置するフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力され、残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままとなる。
【００３４】
一方、図８に示す中立位置から係合突部１１がＹ１方向へ移動すると、係合突部１１は第２の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）へ延びる長孔１９ｄを相対移動するだけであるため、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるが、第２スライダ２０は係合突部１１からの外力を受けてＹ１方向へ移動する。この場合、第２スライダ２０はその腕部２０ｂがガイド部材１６の第２ガイド突起１６ｃにガイドされながらＹ１方向へ移動し、それに伴って遮光部２０ｃがＹ１方向に位置するフォトインタラプタ２２の凹部２２ａ内を移動する。そして、係合突部１１がＹ１方向の末端位置まで移動した時点で、該フォトインタラプタ２２の発光素子２２ｂと受光素子２２ｃ間の光路が遮光部２０ｃによって遮断されるため、このフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力される。このとき、第１スライダ１９は係合突部１１からの外力を受けることなく停止したままであるため、Ｘ１−Ｘ２方向とＹ２方向に位置する残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままである。係合突部１１が中立位置からＹ２方向へ移動する場合も同様であり、この場合、第２スライダ２０が係合突部１１からの外力を受けてＹ２方向へ移動することにより、Ｙ２方向に位置するフォトインタラプタ２２からローレベルの信号が出力され、残り３個のフォトインタラプタ２２から出力される信号はハイレベルのままとなる。
【００３５】
このように操作体２を互いに直交する第１および第２の方向のいずれか一方向へ選択的に揺動操作すると、その操作方向に位置するフォトインタラプタ２２の出力信号のみがハイレベルからローレベルへと変化するため、４個のフォトインタラプタ２２から出力される信号に基づいて操作体２の操作方向を認識することができる。なお、操作体２に対する揺動操作力を除去すると、コイルばね１２の弾発力を受けて駆動棒１３の下端がカム溝１４の内底面中央へ戻るため、ホルダ７を含む操作体２全体は鉛直姿勢となり、係合突部１１や第１および第２スライダ１９，２０が中立位置に自動復帰する。
【００３６】
次に、図３〜図５を参照しつつ複合操作型入力装置の動作について説明する。図３と図４に示すように、筐体１の上カバー４から操作体２の構成部品である基台２５や下部ノブ２６、回転リング２７、上部ノブ２８、押圧ノブ２９等が突出しており、操作者が回転リング２７を時計方向または反時計方向へ回転操作すると、回転リング２７に連動してクリック板３２とコード板３３が一体的に回転する。そして、クリック板３２の回転に伴ってコイルばね３０に弾性付勢された駆動棒３１の上端が凹凸部３２ａと係脱するため、その際に生起されるクリック感が操作体２を介して操作者にフィードバックされる。また、コード板３３の回転に伴って遮光板３３ａと切欠部３３ｂが回路基板３５の下面に実装されたフォトインタラプタ３６の凹部内を回動するため、フォトインタラプタ３６からコード板３３の回転に応じたパルス信号が出力される。このように回転リング２７を回転操作すると、その回転方向や回転量に応じた信号がフォトインタラプタ３６から出力されるため、この信号に基づいて回転リング２７の回転情報を認識することができる。
【００３７】
一方、操作者が押圧ノブ２９を真下（図１のＺ２方向）へ押圧操作すると、回路基板３５の上面に実装された両プッシュスイッチ３７のステム３７ａが押圧ノブ２９の突起２９ａによって押し下げられるため、プッシュスイッチ３７の接点がオフからオンへと切換え動作される。また、かかる押圧操作力を除去すると、押圧ノブ２９は両プッシュスイッチ３７に内蔵されたタクトばねの弾発力によって元位置に上昇し、プッシュスイッチ３７の接点もオンからオフへと切換え動作される。その際、押圧ノブ２９の下面に垂設されたガイド棒２９ｂが上部ノブ２８のガイド片２８ｅにガイドされながら昇降するため、押圧ノブ２９をガタ付きなく滑らかに押圧操作することができる。
【００３８】
このように本実施形態例に係る多方向入力装置は、互いに直交する第１の方向および第２の方向へ揺動操作可能な操作体２と、第２の方向へ延びる長孔１９ｄを有して第１の方向へ移動可能にガイドされた第１スライダ１９と、第１の方向へ延びる長孔２０ｄを有して第２の方向へ移動可能にガイドされた第２スライダ２０と、第１および第２スライダ１９，２０の端部に形成された遮光部１９ｃ，２０ｃが移動する凹部２２ａを有し、この凹部２２ａを介して発光素子２２ｂと受光素子２２ｃを対向配置した４個のフォトインタラプタ２２とを備え、第１スライダ１９と第２スライダ２０とをそれぞれの長孔１９ｄ，２０ｄが平面的にオーバーラップするように積層配置すると共に、これら両長孔１９ｄ，２０ｄに操作体２の下部から突出する係合突部１１を挿通させたので、操作体２を第１の方向へ揺動操作したとき、第１スライダ１９はその長孔１９ｄが係合突部１１からの外力を受けて第１の方向へ移動するが、第２スライダ２０はその長孔２０ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで第１の方向へ移動しない。これとは逆に操作体２を第２の方向へ揺動操作したとき、第２スライダ２０はその長孔２０ｄが係合突部１１からの外力を受けて第２の方向へ移動するが、第１スライダ１９はその長孔１９ｄ内を係合突部１１が相対移動するだけで第２の方向へ移動しない。したがって、第１および第２スライダ１９，２０の遮光部１９ｃ，２０ｃとフォトインタラプタ２２との間に両者の干渉を回避するための間隙を確保する必要がなくなり、フォトインタラプタ２２のオンタイミングを含めた設計上の自由度を高めることができる。
【００３９】
また、係合突部１１が第１および第２の方向の中立位置にあるとき、第１および第２スライダ１９，２０の遮光部１９ｃ，２０ｃが凹部２２ａ入口の不感帯内に侵入するように各フォトインタラプタ２２を配置することにより、中立位置で第１および第２スライダ１９，２０の端部とフォトインタラプタ２２とが部分的にオーバーラップする配置構成となるため、フォトインタラプタ２２が動作するまでのオンストロークを可及的に小さくすることができると共に、多方向入力装置の平面的な大きさを小型化することができる。
【００４０】
また、第１スライダ１９と第２スライダ２０を同一形状の樹脂成形品となし、これら第１および第２スライダ１９，２０を互いに天地逆にした状態でガイド部材１６に組み込むようにしたので、部品を共通化してコストダウンが図られている。さらに、各フォトインタラプタ２２をプリント基板２１の同一平面上に同一高さで配置すると共に、これら各フォトインタラプタ２２の内側領域にガイド部材１６を配置し、このガイド部材１６に第１スライダ１９の腕部１９ｂをガイドする第１ガイド部１６ｂと第２スライダ２０の腕部２０ｂをガイドする第２ガイド部１６ｃとを異なる高さ位置に設けたので、第１および第２スライダ１９，２０を所望方向へスムーズにガイドしてフォトインタラプタ２２を確実に動作させることができる。
【００４１】
なお、上記実施形態例では、操作体２を互いに直交する第１の方向および第２の方向へ揺動操作可能とし、この操作体２の揺動操作に伴って係合突部１１を第１および第２の方向へ移動させる場合について説明したが、操作体２が第１の方向および第２の方向へスライド操作可能なものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態例に係るコントロールユニットの斜視図である。
【図２】該コントロールユニットの平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】該コントロールユニットに備えられる複合操作型入力装置の分解斜視図である。
【図６】該コントロールユニットに備えられる多方向入力装置の分解斜視図である。
【図７】該多方向入力装置の要部を示す断面図である。
【図８】該多方向入力装置の要部を示す平面図である。
【図９】該多方向入力装置の要部を示す斜視図である。
【図１０】該多方向入力装置の要部を示す分解斜視図である。
【図１１】該多方向入力装置に備えられるガイド部材と係合突部の配置関係を示す平面図である。
【図１２】該係合突部の動作説明図である。
【図１３】従来例に係る多方向入力装置を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  筐体
２  操作体
３  ケース
４  上カバー
５  下カバー
６  リング体
７  ホルダ
８  ピン
１０  連結体
１１  係合突部
１１ａ  収納孔
１１ｂ  凸部
１２  コイルばね
１３  駆動棒
１４  カム溝
１４ａ  クリック突起
１５  支持体
１６  ガイド部材
１６ｂ  第１ガイド突起
１６ｃ  第２ガイド突起
１８  開口
１８ａ  切欠き部
１９  第１スライダ
１９ａ  枠体部
１９ｂ  腕部
１９ｃ  遮光部
１９ｄ  長孔
２０  第１スライダ
２０ａ  枠体部
２０ｂ  腕部
２０ｃ  遮光部
２０ｄ  長孔
２１  プリント基板
２２  フォトインタラプタ
２２ａ  凹部
２２ｂ  発光素子
２２ｃ  受光素子
【図１】
2006286335.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006286335.tif 000009
【図８】
2006286335.tif 000010
【図９】
2006286335.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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